CN110777306A - 一种结构钢盘条及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种结构钢盘条及其生产方法，涉及钢结构领域。结构钢盘条的化学成分按质量百分数计包括：C：0.42％～0.48％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.6％～0.9％，P：0.030％以下，S：0.012％～0.028％，Ni：0.003％～0.2％，Cr：0.02％～0.2％，Cu：0.02％～0.3％，Ni+Cr≤0.35％，Als：0.010％～0.035％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。生产方法是采取一定的终轧温度、吐丝温度、辊道速度以及冷却速度，本申请的结构钢盘条的硬度高，同时具有较佳的机械性能。

Description

一种结构钢盘条及其生产方法
技术领域
本申请涉及钢结构领域，具体而言，涉及一种结构钢盘条及其生产方法。
背景技术
S45C系列机械结构钢盘条广泛应用于冰箱、空调等家电领域，具体可以将盘条拉拔、剪切后车削加工成电机轴等机械零件。S45C系列机械结构钢盘条需要具备合适的硬度和良好的机械性能，一方面使产品满足使用要求，比如电机轴在工作过程中需要承受载荷高速旋转，另一方面利于切削加工成产品。
但是目前的S45C系列机械结构钢盘条加工成的产品整体硬度偏低，且无法同时具有较佳的机械性能，无法满足使用要求。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种结构钢盘条及其生产方法，盘条的硬度高，同时具有较佳的机械性能。
第一方面，本申请实施例提供了一种结构钢盘条，其化学成分按质量百分数计包括：C：0.42％～0.48％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.6％～0.9％，P：0.030％以下，S：0.012％～0.028％，Ni：0.003％～0.2％，Cr：0.02％～0.2％，Cu：0.02％～0.3％，Ni+Cr≤0.35％，Als：0.010％～0.035％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质；
结构钢盘条的布氏硬度为180～230HBW，晶粒度为11～12级，其显微组织包括铁素体和珠光体，且珠光体的面积占比为60％～70％；结构钢盘条的抗拉强度为710～740MPa，断面收缩率为47％～49％。
在上述技术方案中，通过优化化学成分提高盘条的硬度，同时机械性能好，其中C是钢中最重要的强化元素，C与Fe形成渗碳体，在钢中起固溶强化作用，C显著提升钢的硬度，C含量越高，硬度越高，但韧性会降低，本申请控制碳含量在0.42％～0.48％，提高盘条硬度并具有较佳的韧性。Si在钢中起固溶强化作用，特别对铁素体强化作用显著，因此硅对钢的硬度、强度影响大，还影响S45C线材的冷拉拔性能，本申请添加适当Si，提高盘条的硬度、强度和冷拉拔性能。Mn是钢中主要的强化元素，Mn元素溶入奥氏体中，起固溶强化作用，对钢的硬度、强度、晶粒度影响大，但Mn含量过高会加剧钢的偏析，影响S45C线材的冷拉拔性能，本申请控制Mn含量在0.6％～0.9％，获得较佳的硬度、强度、晶粒度和冷拉拔性能。Al是细化晶粒元素，能提高钢的硬度和冷变形能力，本申请的S45C钢中控制适当的酸溶铝Als含量有利于脱氧，提高盘条的综合性能。因此，本申请的结构钢盘条不仅硬度高，同时具有较佳的机械性能，从而具有优异的综合性能。
在一种可能的实现方式中，其化学成分按质量百分数计包括：C：0.44％～0.48％，Si：0.20％～0.35％，Mn：0.65％～0.85％，Als：0.015％～0.035％。
在上述技术方案中，控制C、Si、Mn、Als的含量在上述范围内，能够进一步优化盘条的综合性能。
第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面提供的结构钢盘条的生产方法，包括按照化学成分炼钢、轧制，再采用风冷线冷却的工序，在轧制工序中，加热温度为1000～1200℃，开轧温度为950～1100℃，终轧温度780～900℃，吐丝温度800～900℃；在冷却工序中，风冷线的辊道速度为0.30～1.20m/s，先以2.0～10.0℃/min的冷却速率冷却至550～650℃，再以0.2～3℃/min的冷却速率冷却至室温。
在上述技术方案中，通过控制化学成分、轧制及冷却工艺，提高盘条的硬度，并保证机械性能。控制加热温度、开轧温度，以及终轧温度、吐丝温度在一定范围内，使线材始终在奥氏体区域轧制；线材先以2.0～10.0℃/min的大冷却速率冷却至550～650℃珠光体相变区，使材料快速通过铁素体相变区，尽可能减少铁素体的生成，再以0.2～3℃/min的小冷却速率冷却至室温，使材料形成更多的珠光体，从而提高盘条硬度，使得线材最终组织由心部至表面为均匀的珠光体+铁素体组织，从而得到硬度合适、塑性好的盘条。
在一种可能的实现方式中，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的终轧温度为780～840℃，吐丝温度为800～860℃；
盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的终轧温度为800～860℃，吐丝温度为820～880℃；
盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的终轧温度为820～880℃，吐丝温度为840～900℃。
在上述技术方案中，按照不同规格的盘条采用不同的终轧温度、吐丝温度，保证不同规格的盘条性能统一。具体的，盘条的直径越大，同等冷却条件下的冷却速度越小，通过相对提高终轧温度和吐丝温度可以提高冷却速度，弥补因直径增加造成的冷速降低问题，确保硬度合格。
在一种可能的实现方式中，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的辊道速度为0.6～1.1米/秒，且辊道速度沿着输送方向逐渐增大；
盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的辊道速度为0.8～1.1米/秒，且辊道速度沿着输送方向先增大后减小；
盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的辊道速度为0.4～0.9米/秒，且辊道速度沿着输送方向逐渐增大。
在上述技术方案中，按照不同规格的盘条采用不同的辊道速度等，保证不同规格的盘条性能统一。当风冷线的运输辊道将散卷线材向前运送时，根据不同规格设置不同的辊道速度，能够使线材保持合适的线环间距，提高同卷盘条不同位置冷却的均匀性，确保盘条硬度均一，同时保证生产顺利进行，具体的，第二规格盘条对应的辊道速度沿着输送方向先增大后减小，先逐渐提高辊道速度可以拉开线圈间距，提高冷却均匀性，然后逐渐降低辊道速度是为了生产顺行；而且同种规格线材在辊道上运输时，利用辊道台阶优势，隔一段距离适当提高辊道速度，从而提高冷却速度和冷却均匀性，确保盘条硬度合格、稳定。
在一种可能的实现方式中，风冷线的辊道沿输送方向分为11个输送段，同一个输送段的辊道速度相同，
盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的沿输送方向11个输送段和集卷段的辊道速度依次增大；
盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的沿输送方向11个输送段和集卷段的辊道速度先依次增大再依次减小；
盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的沿输送方向11个输送段和集卷段的辊道速度依次增大。
在上述技术方案中，将风冷线的辊道沿输送方向分为11个输送段，便于控制不同输送段的辊道按照不同速度运行，从而控制冷却速度和保证冷却均匀性。
在一种可能的实现方式中，第一规格盘条对应的第1个输送段的辊道速度为0.6～0.65米/秒，集卷段的辊道速度为1.05～1.1米/秒；
第二规格盘条对应的第1个输送段的辊道速度为0.8～0.82米/秒，集卷段的辊道速度为0.8～0.82米/秒；
第三规格盘条对应的第1个输送段的辊道速度为0.4～0.42米/秒，集卷段的辊道速度为0.82～0.9米/秒。
在上述技术方案中，按照上述辊道速度，能够保证不同规格的盘条按照相同的冷却速度冷却，从而具有统一的综合性能。
在一种可能的实现方式中，在冷却工序中，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时对应的风量小于盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时对应的风量，盘条为第二规格盘条时对应的风量小于盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时对应的风量。
在上述技术方案中，按照不同规格的盘条采用不同的风量，配合不同的辊道速度，能够保证不同规格的盘条的冷却速率均一，从而保证不同规格的盘条性能统一。
在一种可能的实现方式中，在冷却工序中，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启3～4台风机，每台风机的工作频率为30～40Hz；
盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启5～6台风机，每台风机的工作频率为30～50Hz，且前2～3台风机的工作频率大于其余风机的工作频率；
盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启7～8台风机，每台风机的工作频率为30～50Hz，且前3～4台风机的工作频率大于其余风机的工作频率。
在上述技术方案中，当风冷线的运输辊道将散卷线材向前运送时，根据不同规格设置风机风量，以控制线材的冷却速度，使成品线材具有良好的金相组织和所需要的均匀一致的机械性能及硬度。由于盘条规格越大，冷却速度越小，提高风机工作频率可以提高冷却速度，从而提高硬度，确保硬度达到目标范围。
在一种可能的实现方式中，风冷线沿输送方向分为14个风机段，每个风机段设置一台风机，
第一规格盘条对应开启沿输送方向前3～4个风机段的风机；
第二规格盘条对应开启沿输送方向前5～6个风机段的风机；
第三规格盘条对应开启沿输送方向前7～8个风机段的风机。
在上述技术方案中，将风冷线沿输送方向分为14个风机段，便于控制不同风机段的风量，实现不同规格盘条采用不同风机风量冷却；在风冷线的前半段开启风机，后半段不开启风机，能够使线材先以大冷却速度冷却，再以小冷却速度冷却，从而得到硬度合适、塑性好的盘条。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例1中的第一规格盘条的显微组织的金相图；
图2为实施例1中的第二规格盘条的显微组织的金相图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
目前的S45C系列机械结构钢盘条的硬度无法满足用户使用需求，本申请提供一种改善盘条/产品硬度的方法及硬度高的盘条/产品。下面对本申请实施例的结构钢盘条及其生产方法进行具体说明。
本申请实施例提供一种结构钢盘条，盘条也叫线材，通常指成盘的小直径圆钢，其直径一般为5.5～20mm。本申请实施例的结构钢盘条的化学成分按质量百分数计包括：C：0.42％～0.48％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.6％～0.9％，P：0.030％以下，S：0.012％～0.028％，Ni：0.003％～0.2％，Cr：0.02％～0.2％，Cu：0.02％～0.3％，Ni+Cr≤0.35％，Als：0.010％～0.035％；进一步的，C的质量百分数含量为0.44％～0.48％，Si的质量百分数含量为0.20～0.35％，Mn的质量百分数含量为0.65～0.85％，Als的质量百分数含量为0.015～0.035％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
本申请实施例的结构钢盘条的布氏硬度为180～230HBW，晶粒度为11～12级，其显微组织包括铁素体和珠光体，且珠光体的面积占比为60％～70％；且结构钢盘条的抗拉强度为710～740MPa，断面收缩率为47％～49％。因此，本申请实施例的结构钢盘条不仅硬度高，满足产品的使用需求，而且机械性能好，便于切削加工成产品。
本申请实施例提供一种上述的结构钢盘条的生产方法，盘条的生产方法通常包括按照化学成分炼钢、轧制，再采用斯太尔摩风冷线冷却的工序。为了便于说明本申请根据不同规格盘条采用不同生产方法，先将生产方法得到的目标产品盘条分为直径为5.5～10mm的第一规格盘条，直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条，以及直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条。相应的生产方法具体如下：
(1)炼钢：通常是按照以下化学成分冶炼钢水并连铸成钢坯，化学成分按质量百分数计包括：C：0.42％～0.48％(具体可以为0.44％～0.48％)，Si：0.15％～0.35％(具体可以为0.20％～0.35％)，Mn：0.6％～0.9％(具体可以为0.65％～0.85％)，P：0.030％以下，S：0.012％～0.028％，Ni：0.003％～0.2％，Cr：0.02％～0.2％，Cu：0.02％～0.3％，Ni+Cr≤0.35％，同时，为保证产品硬度，提高抗疲劳性能，Als：0.010％～0.035％(具体可以为0.015％～0.035％)，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。上述炼钢方式可以按照S45C系列结构钢的常规方法进行，作为一种实施例方法，具体可以包括：转炉冶炼后经LF炉和RH真空精炼处理后，钢水软吹前喂钙线对钢中夹杂物进行变性处理，处理后的钢水浇注成端面尺寸为160mm×160mm小方坯，中间包过热度控制15～40℃，恒拉速浇注，拉坯速度控制在1.7～2.1m/min，铸坯中心C偏析指数≤1.08。
(2)轧制：通常是将上述炼钢所得的钢坯在加热炉中加热后，经高速轧制成线圈，轧制的具体过程为：终轧道次出来的线材通过冷水箱进行控制冷却，达到工艺要求的温度后，通过导槽到夹送辊，夹送辊夹持线材输送，线材通过夹送辊后，进入吐丝机吐出成线圈。本申请为了稳定控制产品硬度，对轧制工序的控制要点为：加热温度为1000～1200℃，开轧温度为950～1100℃，终轧温度780～900℃，吐丝温度800～900℃，使材料始终在奥氏体区域轧制。具体的，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的终轧温度为780～840℃，吐丝温度为800～860℃；盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的终轧温度为800～860℃，吐丝温度为820～880℃；盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的终轧温度为820～880℃，吐丝温度为840～900℃。
(3)冷却：轧制得到的线圈直接落到在斯太尔摩风冷线的起点，随着斯太尔摩风冷线的辊道向前输送和输送过程中的风冷实现冷却成为盘条，对冷却工序的控制要点为：风冷线的辊道速度为0.30～1.20m/s，线圈先以2.0～10.0℃/min的大冷却速率冷却至550～650℃珠光体相变区，使材料快速通过铁素体相变区，尽可能减少铁素体的生成，再以0.2～3℃/min的小冷却速率冷却至室温，使材料形成更多的珠光体，从而提高盘条硬度，使得盘条最终组织由心部至表面为均匀的珠光体+铁素体组织，从而得到硬度合适、塑性好的盘条。在冷却过程中，保温罩全开，用于提高冷却强度，从而提高盘条硬度。
本申请实施例是根据不同规格盘条对斯太尔摩风冷线的运输速度和冷却温度(通过风量实现)进行控制，最后进入集卷站收集成线卷，即盘条。
本申请实施例对运输速度的控制要点为：盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的辊道速度为0.6～1.1米/秒，且辊道速度沿着输送方向逐渐增大，适当提高辊道速度，从而提高冷却速度和冷却均匀性，确保盘条硬度合格、稳定；盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的辊道速度为0.8～1.1米/秒，且辊道速度沿着输送方向先增大后减小，采用适当辊道速度，从而提高冷却速度和冷却均匀性，确保盘条硬度合格、稳定；盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的辊道速度为0.4～0.9米/秒，且辊道速度沿着输送方向逐渐增大，适当提高辊道速度，从而提高冷却速度和冷却均匀性，确保盘条硬度合格、稳定。
为了对不同规格盘条都能实现均一、稳定的冷却速度，风冷线的辊道沿输送方向分为11个输送段和集卷段，同一个输送段的辊道速度相同，依次为头段、1段、2段、3段、……、10段、集卷段，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的沿输送方向11个输送段和集卷段的辊道速度依次增大；相应的，第一规格盘条对应的第1个输送段(头段)的辊道速度为0.6～0.65米/秒，比如0.6米/秒、0.61米/秒、0.62米/秒、0.63米/秒、0.64米/秒或0.65米/秒，最后1个的集卷段的辊道速度为1.05～1.1米/秒，比如1.05米/秒、1.06米/秒、1.07米/秒、1.08米/秒、1.09米/秒或1.1米/秒。盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的沿输送方向11个输送段和集卷段的辊道速度先依次增大再依次减小，通常是第7个或第8个输送段的辊道速度相对最大；相应的，第二规格盘条对应的第1个输送段(头段)的辊道速度为0.8～0.82米/秒，最后1个的集卷段的辊道速度为0.8～0.82米/秒，头段或集卷段的辊道速度为0.8米/秒、0.81米/秒或0.82米/秒，相对最大的辊道速度为1.02～1.1米/秒，比如1.02米/秒、1.04米/秒、1.06米/秒、1.08米/秒或1.1米/秒。盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的沿输送方向11个输送段和集卷段的辊道速度依次增大；相应的，第三规格盘条对应的第1个输送段(头段)的辊道速度可以为0.4～0.42米/秒，比如0.4米/秒、0.41米/秒或0.42米/秒，最后1个的集卷段的辊道速度可以为0.82～0.9米/秒，比如0.83米/秒、0.84米/秒、0.84米/秒、0.85米/秒、0.86米/秒、0.87米/秒、0.88米/秒、0.89米/秒或0.9米/秒。当实际终轧速度不等于目标终轧速度时，则上述各段输送段和集卷段的辊道速度应按计算式：目标辊道速度×实际终轧速度÷目标终轧速度的计算结果进行调整。
作为一个实施例，风冷线的辊道沿输送方向分为11个输送段和集卷段，第一规格盘条对应的头段辊道速度为0.64米/秒，1段辊道速度为0.65米/秒，2段辊道速度为0.66米/秒，3段辊道速度为0.69米/秒，4段辊道速度为0.73米/秒，5段辊道速度为0.78米/秒，6段辊道速度为0.83米/秒，7段辊道速度为0.88米/秒，8段辊道速度为0.94米/秒，9段辊道速度为0.98米/秒，10段辊道速度为1.02米/秒，集卷段辊道速度为1.05米/秒。
本申请实施例对冷却温度的控制要点为：盘条的直径越大，对应在冷却工序中的风量越大，即盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时对应的风量小于盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时对应的风量，盘条为第二规格盘条时对应的风量小于盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时对应的风量，风量增大一般是通过增加风机数量实现的。在本申请的一些实施例中，在冷却工序中，盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，第一规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启3～4台风机，每台风机的工作频率为30～40Hz，比如每台风机的功率均为30Hz或40Hz；盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，第二规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启5～6台风机，每台风机的工作频率为30～50Hz，且前2～3台风机的工作频率大于其余风机的工作频率，即采用前半段高风机工作频率后半段低风机工作频率的控制方法，比如前2～3台风机的工作频率为40～50Hz，其余风机的工作频率为30Hz；盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，第三规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启7～8台风机，每台风机的工作频率为30～50Hz，且前3～4台风机的工作频率大于其余风机的工作频率，即采用前半段高风机工作频率后半段低风机工作频率的控制方法，比如前3～4台风机的工作频率为40～50Hz，其余风机的工作频率为30Hz。
为了实现先以大冷却速率冷却再以小冷却速率冷却，风冷线沿输送方向分为14个风机段，每个风机段设置一台风机，第一规格盘条对应开启沿输送方向前3～4个(即第1～3或第1～4个)风机段的风机；第二规格盘条对应开启沿输送方向前5～6个(即第1～5个或第1～6个)风机段的风机；第三规格盘条对应开启沿输送方向前7～8个(即第1～7个或第1～8个)风机段的风机。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种结构钢盘条，包括直径为8mm的第一规格盘条，直径为15mm的第二规格盘条，和直径为18mm的第二规格盘条，其按照以下生产方法制得：
(1)炼钢：按照以下化学成分冶炼钢水并连铸成钢坯，化学成分按质量百分数计包括：C：0.45％，Si：0.25％，Mn：0.75％，P：0.030％，S：0.020％，Ni：0.05％，Cr：0.1％，Cu：0.05％，Als：0.020％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
(2)轧制：将上述炼钢所得的钢坯在加热炉中加热后，经高速轧制成线圈，加热温度为1100℃，轧制温度的控制数据如下表1所示。
表1 轧制温度的控制数据(℃)
Figure BDA0002293932950000121
(3)冷却：采用斯太尔摩风冷线将线圈向前运输并冷却得到盘条，风冷线的辊道沿输送方向分为12个输送段，分别用S0至S10、集卷来表示头段、1段至10段、集卷段的辊道速度，具体的辊道速度控制数据如下表2所示。
表2 辊道速度的控制数据(米/秒)
规格 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 集卷
第一规格盘条 0.64 0.65 0.66 0.69 0.73 0.78 0.83 0.88 0.94 0.98 1.02 1.05
第二规格盘条 0.82 0.83 0.84 0.86 0.88 0.92 0.96 1.02 0.98 0.92 0.88 0.82
第三规格盘条 0.42 0.44 0.46 0.50 0.54 0.56 0.58 0.62 0.68 0.72 0.76 0.83
风冷线沿输送方向一般分为14个风机段，每个风机段设置一台风机，共设置14台大风量风机，分别用F1至F14表示第1至14段的风机工作频率，风机工作频率越高，表示风量越大，具体的风机工作频率控制数据如下表3所示。
表3 风机工作频率的控制数据(HZ)
规格 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14
第一规格盘条 30 30 30 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关
第二规格盘条 50 50 50 30 30 30 关 关 关 关 关 关 关 关
第三规格盘条 50 50 50 50 30 30 30 30 关 关 关 关 关 关
实施例2
本实施例提供一种结构钢盘条，包括直径为8mm的第一规格盘条，直径为15mm的第二规格盘条，和直径为18mm的第二规格盘条，其按照以下生产方法制得：
(1)炼钢：按照以下化学成分冶炼钢水并连铸成钢坯，化学成分按质量百分数计包括：C：0.44％，Si：0.20％，Mn：0.65％，P：0.020％，S：0.028％，Ni：0.01％，Cr：0.05％，Cu：0.02％，Als：0.015％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
(2)轧制：将上述炼钢所得的钢坯在加热炉中加热后，经高速轧制成线圈，加热温度为1000，轧制温度的控制数据如下表4所示。
表4 轧制温度的控制数据(℃)
规格 开轧温度 终轧温度 吐丝温度
第一规格盘条 950 780 800
第二规格盘条 950 800 820
第三规格盘条 950 820 840
(3)冷却：采用斯太尔摩风冷线将线圈向前运输并冷却得到盘条，风冷线的辊道沿输送方向分为12个输送段，分别用S0至S10、集卷来表示头段、1段至10段、集卷段的辊道速度，具体的辊道速度控制数据如下表5所示。
表5 辊道速度的控制数据(米/秒)
规格 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 集卷
第一规格盘条 0.62 0.63 0.64 0.66 0.69 0.73 0.78 0.85 0.90 0.94 1.00 1.07
第二规格盘条 0.80 0.81 0.82 0.84 0.86 0.90 0.94 1.00 0.96 0.90 0.86 0.80
第三规格盘条 0.40 0.42 0.44 0.48 0.52 0.54 0.56 0.60 0.66 0.70 0.74 0.84
风冷线的辊道沿输送方向一般分为14个风机段，每个风机段设置一台风机，共设置14台大风量风机，分别用F1至F14表示第1至14段的风机工作频率，风机工作频率越高，表示风量越大，具体的风机工作频率控制数据如下表6所示。
表6 风机工作频率的控制数据(HZ)
规格 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14
第一规格盘条 30 30 30 30 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关
第二规格盘条 50 50 50 40 40 关 关 关 关 关 关 关 关 关
第三规格盘条 50 50 50 50 40 40 40 关 关 关 关 关 关 关
实施例3
本实施例提供一种结构钢盘条，包括直径为8mm的第一规格盘条，直径为15mm的第二规格盘条，和直径为18mm的第二规格盘条，其按照以下生产方法制得：
(1)炼钢：按照以下化学成分冶炼钢水并连铸成钢坯，化学成分按质量百分数计包括：C：0.48％，Si：0.35％，Mn：0.85％，P：0.020％，S：0.012％，Ni：0.05％，Cr：0.15％，Cu：0.03％，Als：0.035％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
(2)轧制：将上述炼钢所得的钢坯在加热炉中加热后，经高速轧制成线圈，加热温度为1200℃，轧制温度的控制数据如下表7所示。
表7 轧制温度的控制数据(℃)
规格 开轧温度 终轧温度 吐丝温度
第一规格盘条 1100 840 860
第二规格盘条 1100 860 880
第三规格盘条 1100 880 900
(3)冷却：采用斯太尔摩风冷线将线圈向前运输并冷却得到盘条，风冷线的辊道沿输送方向分为11个输送段，分别用S0至S9、集卷来表示头段、1段至9段、集卷段的辊道速度，具体的辊道速度控制数据如下表8所示。
表8 辊道速度的控制数据(米/秒)
规格 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 集卷
第一规格盘条 0.65 0.66 0.68 0.71 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.03 1.08 1.10
第二规格盘条 0.82 0.83 0.84 0.86 0.88 0.92 0.96 1.02 0.98 0.92 0.88 0.82
第三规格盘条 0.42 0.44 0.48 0.52 0.56 0.60 0.63 0.66 0.70 0.76 0.83 0.86
风冷线的辊道沿输送方向一般分为14个风机段，每个风机段设置一台风机，共设置14台大风量风机，分别用F1至F14表示第1至14段的风机工作频率，风机工作频率越高，表示风量越大，具体的风机工作频率控制数据如下表9所示。
表9 风机工作频率的控制数据(HZ)
规格 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14
第一规格盘条 30 30 30 30 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关
第二规格盘条 50 50 50 30 30 30 关 关 关 关 关 关 关 关
第三规格盘条 50 50 50 50 30 30 30 30 关 关 关 关 关 关
对比例1
本对比例提供一种盘条，其与实施例1的生产方法大致相同，不同之处在于，化学成分按质量百分数计包括：C：0.38％，Si：0.12％，Mn：0.54％，P：0.009％，S：0.005％，Cr：0.35％，Als：0.045％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
对比例2
本对比例提供一种盘条，其与实施例1的生产方法大致相同，不同之处在于：加热温度为1100℃，开轧温度为1000℃，终轧温度为900℃，吐丝温度为860℃。
对比例3
本对比例提供一种盘条，其与实施例1的生产方法大致相同，不同之处在于，辊道速度控制数据如下表10所示：
表10 辊道速度的控制数据(米/秒)
规格 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 集卷
第一规格盘条 0.22 0.22 0.23 0.23 0.24 0.24 0.25 0.25 0.26 0.26 0.29 0.32
第二规格盘条 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.49 0.51 0.54 0.56 0.62 0.68
第三规格盘条 0.48 0.50 0.53 0.56 0.58 0.61 0.64 0.68 0.70 0.74 0.82 0.90
风机工作频率控制数据如下表11所示：
表11 风机工作频率的控制数据
规格 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14
第一规格盘条 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关
第二规格盘条 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关 关
第三规格盘条 30％ 30％ 30％ 30％ 30％ 关 关 关 关 关 关 关 关 30％
以下对实施例1～3和对比例1～3的盘条(包括第一规格盘条、第二规格盘条和第二规格盘条)进行检测。
一、观察盘条的显微组织结构。
图1为实施例1中的第一规格盘条的显微组织(8mm-500-心部)的金相图，图2为实施例1中的第二规格盘条的显微组织(15mm-500-心部)的金相图。
通过观察可知，实施例1～3的不同规格盘条的显微组织为铁素体+珠光体，其中珠光体含60％～70％，晶粒度为11.5级；对比例1～3的不同规格盘条的显微组织为铁素体+珠光体，其中珠光体含量40％～50％，晶粒度为11.0级。
二、检测盘条的各项性能指标，结果为：实施例1～3的不同规格盘条的硬度为180～230HBW，硬度平均值202HBW，抗拉强度平均值为725MPa，断面收缩率平均值为48％；对比例1～3的不同规格盘条的硬度为160～210HBW，硬度平均值182HBW，抗拉强度平均值为688MPa，断面收缩率平均值为46％。由此可知，本申请实施例制得的盘条的硬度高，且机械性能明显提高。
综上所述，本申请实施例的结构钢盘条及其生产方法，盘条的硬度高，同时具有较佳的机械性能。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种结构钢盘条，其直径为5.5～20mm，其特征在于，其化学成分按质量百分数计包括：C：0.42％～0.48％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.6％～0.9％，P：0.030％以下，S：0.012％～0.028％，Ni：0.003％～0.2％，Cr：0.02％～0.2％，Cu：0.02％～0.3％，Ni+Cr≤0.35％，Als：0.010％～0.035％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质；
所述结构钢盘条的布氏硬度为180～230HBW，晶粒度为11～12级，其显微组织包括铁素体和珠光体，且珠光体的面积占比为60％～70％；所述结构钢盘条的抗拉强度为710～740MPa，断面收缩率为47％～49％。
2.根据权利要求1所述的结构钢盘条，其特征在于，其化学成分按质量百分数计包括：C：0.44％～0.48％，Si：0.20％～0.35％，Mn：0.65％～0.85％，Als：0.015％～0.035％。
3.一种如权利要求1所述的结构钢盘条的生产方法，包括按照所述化学成分炼钢、轧制，再采用风冷线冷却的工序，其特征在于：在轧制工序中，加热温度为1000～1200℃，开轧温度为950～1100℃，终轧温度780～900℃，吐丝温度800～900℃；在冷却工序中，风冷线的辊道速度为0.30～1.20m/s，先以2.0～10.0℃/min的冷却速率冷却至550～650℃，再以0.2～3℃/min的冷却速率冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，所述盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，所述第一规格盘条对应的终轧温度为780～840℃，吐丝温度为800～860℃；
所述盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，所述第二规格盘条对应的终轧温度为800～860℃，吐丝温度为820～880℃；
所述盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，所述第三规格盘条对应的终轧温度为820～880℃，吐丝温度为840～900℃。
5.根据权利要求3所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，所述盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，所述第一规格盘条对应的辊道速度为0.6～1.1米/秒，且辊道速度沿着输送方向逐渐增大；
所述盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，所述第二规格盘条对应的辊道速度为0.8～1.1米/秒，且辊道速度沿着输送方向先增大后减小；
所述盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，所述第三规格盘条对应的辊道速度为0.4～0.9米/秒，且辊道速度沿着输送方向逐渐增大。
6.根据权利要求3或5所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，所述风冷线的辊道沿输送方向分为11个输送段和集卷段，同一个输送段的辊道速度相同，
所述盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，所述第一规格盘条对应的沿输送方向所述11个输送段和所述集卷段的辊道速度依次增大；
所述盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，所述第二规格盘条对应的沿输送方向所述11个输送段和所述集卷段的辊道速度先依次增大再依次减小；
所述盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，所述第三规格盘条对应的沿输送方向所述11个输送段和所述集卷段的辊道速度依次增大。
7.根据权利要求6所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，所述第一规格盘条对应的第1个输送段的辊道速度为0.6～0.65米/秒，所述集卷段的辊道速度为1.05～1.1米/秒；
所述第二规格盘条对应的第1个输送段的辊道速度为0.8～0.82米/秒，所述集卷段的辊道速度为0.8～0.82米/秒；
所述第三规格盘条对应的第1个输送段的辊道速度为0.4～0.42米/秒，所述集卷段的辊道速度为0.82～0.9米/秒。
8.根据权利要求3所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，在冷却工序中，所述盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时对应的风量小于所述盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时对应的风量，所述盘条为第二规格盘条时对应的风量小于所述盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时对应的风量。
9.根据权利要求3或8所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，在冷却工序中，所述盘条为直径为5.5～10mm的第一规格盘条时，所述第一规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启3～4台风机，每台风机的工作频率为30～40Hz；
所述盘条为直径大于10mm且不大于15mm的第二规格盘条时，所述第二规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启5～6台风机，每台风机的工作频率为30～50Hz，且前2～3台风机的工作频率大于其余风机的工作频率；
所述盘条为直径大于15mm且不大于20mm的第三规格盘条时，所述第三规格盘条对应的风冷线沿输送方向开启7～8台风机，每台风机的工作频率为30～50Hz，且前3～4台风机的工作频率大于其余风机的工作频率。
10.根据权利要求9所述的结构钢盘条的生产方法，其特征在于，所述风冷线沿输送方向分为14个风机段，每个风机段设置一台风机，
所述第一规格盘条对应开启沿输送方向前3～4个风机段的风机；
所述第二规格盘条对应开启沿输送方向前5～6个风机段的风机；
所述第三规格盘条对应开启沿输送方向前7～8个风机段的风机。
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